Noyaux, masse et énergie-⚛️ Fission et fusion nucléaires 4
Fission et fusion nucléaires | Réaction en chaîne | Bilan énergétique
⚛️ Fission et fusion nucléaires
Réaction en chaîne · Bilan de masse et d’énergie · Applications
3.1 La fission nucléaireالانشطار النووي
La fission nucléaire est une réaction nucléaire provoquée, au cours de laquelle un noyau lourd éclate en deux noyaux plus légers sous l’impact d’un neutron \(^{1}_{0}n\).
📌 Schéma d’une réaction de fission : noyau lourd + neutron → 2 noyaux légers + neutrons
⚠️ Réaction en chaîne
Une réaction de fission donne naissance à des noyaux fils mais aussi à des neutrons. Ces neutrons peuvent provoquer d’autres fissions nucléaires, contribuant ainsi à la naissance d’une réaction en chaîne.
Bombe atomique : réaction en chaîne non contrôlée → explosive.
Centrales nucléaires : réaction en chaîne contrôlée (barres de contrôle absorbant les neutrons) → production d’énergie maîtrisée.
3.2 La fusion nucléaireالاندماج النووي
La fusion nucléaire est une réaction nucléaire provoquée, au cours de laquelle deux noyaux légers fusionnent pour former un noyau plus lourd et plus stable.
\(\Delta E = (E_{L1} + E_{L2}) – (E_{L3} + E_{L4})\)
Où \(E_{Li}\) sont les énergies de liaison des noyaux.
💡 Interprétation :
Si \(\Delta E < 0\) : réaction exoénergétique (libération d’énergie).
Si \(\Delta E > 0\) : réaction endoénergétique (absorption d’énergie).
L’énergie libérée est \(E_{\text{lib}} = |\Delta E|\).
📌 Diagramme d’énergie d’une réaction nucléaire exoénergétique (ΔE < 0)
📌 Récapitulatif – Fission / Fusionملخص
💥 FISSION
Noyau lourd → 2 noyaux légers
Provoquée par un neutron
Réaction en chaîne
Applications : centrales nucléaires, bombes A
☀️ FUSION
2 noyaux légers → 1 noyau plus lourd
Nécessite une température très élevée
Source d’énergie des étoiles
Applications : bombes H, recherche (ITER)
⚡ Énergie d’une réaction
\(\Delta E = \Delta m \cdot c^2 = (m_f – m_i) \cdot c^2\)
\(\Delta E = (E_{L1} + E_{L2}) – (E_{L3} + E_{L4})\)
📊 Exoénergétique
\(\Delta E < 0\) : libération d’énergie
\(E_{\text{lib}} = |\Delta E|\)
💡 À retenir : La fission libère de l’énergie en cassant des noyaux lourds, la fusion en assemblant des noyaux légers. La fusion libère plus d’énergie par unité de masse que la fission.
🧠 Exercice d’applicationتطبيق
Calculer l’énergie libérée par la réaction de fusion suivante :